liittyykö fysiikka arkeen? Se ei ehkä tunnu siltä, mutta fysiikka on kaikkialla ympärillämme. Fysiikan käsitteet eivät ole vain tiedemiehille—ne ovat tärkeitä kenelle tahansa.

fysiikan peruskäsitteiden ymmärtäminen voi saada sinut näyttämään fiksulta pomosi tai seuralaisen edessä. Sen avulla voi välttää kolareita tai nousta ojasta. Se voi olla jopa tie upealle uralle monilla eri aloilla. Mutta ehkä kaikkein tärkeintä: se auttaa sinua ymmärtämään, miten maailma, jossa elämme, toimii.

Me Brainscapella, jotka olemme myös oppimisen kognitiivisen tieteen nörttejä, satumme vain olemaan itse Fysiikkanörttejä.

mitä fysiikka on? Se tutkii fyysistä maailmaa. Se kattaa useita aiheita, kuten aineen (joka on mikä tahansa aine, jolla on massa), ja liikkeen, että aineen läpi avaruuden ja ajan maailmankaikkeudessa. Se on yksi perustieteistä ja on omistettu kuvaamaan miten maailmamme toimii.

ja tänään jaamme kanssasi neljä fysiikan peruskäsitettä, jotka auttavat sinua ymmärtämään tätä aihetta hieman paremmin.

4 fysiikan peruskäsitettä

klassinen mekaniikka (liikelait)

Jos on opiskellut jotain tiedettä, on todennäköisesti kuullut tarina Isaac Newtonista istumassa omenapuun alla ja muotoilemassa liikkeen peruslakeja. Vaikka tarina on osittain apokryfinen, siinä on itse asiassa jotain perää.

vuonna 1687 Newton julkaisi Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica-teoksen, joka oli ensimmäinen teos, jossa esitettiin liikkeen tai klassisen mekaniikan peruslait. Kirjassa Newton esitti ja selitti klassisen mekaniikan kolme peruslakia:

1. levossa olevat kappaleet pysyvät levossa, ja liikkeessä olevat kappaleet pysyvät liikkeessä samalla nopeudella, ellei kappaleeseen vaikuta jokin ulkoinen voima.
2. voima on yhtä kuin massa kertaa kiihtyvyys (F=ma).
3. kun yksi kappale kohdistaa voiman toiseen kappaleeseen, toinen kappale kohdistaa yhtä suuren ja vastakkaisen voiman ensimmäiseen.

nämä saattavat kuulostaa hieman abstrakteilta, mutta kun asiaa ajattelee, nämä mekaniikan lait ovat havaittavissa selvästi jokapäiväisessä elämässä. Tasaisella pinnalla pallo pysyy paikallaan, ellei joku potkaise sitä tai tuuli puhaltaa sitä. Mäessä painovoima vaikuttaa siihen ja vetää sitä alamäkeen.

mitä voimaan tulee, me kaikki ymmärrämme, että 30 mph: n nopeudella liikkuvan polttopallon alle joutuminen ei ole sama asia kuin samalla nopeudella liikkuvan auton alle joutuminen. Kappaleen massa vaikuttaa voimaan. Ja lopuksi, me kaikki ymmärrämme, että jos lyömme seinää, todennäköisesti murramme kätemme. Saatamme osua muuriin lujaa, mutta muurilla on vastapainona yhtä suuri ja vastakkainen voima. Auts.

Sähkömagnetismi

Mitä on valo? On mahdotonta ymmärtää tätä yksinkertaista kysymystä puhumatta sähkömagnetismista, yhdestä universumia hallitsevista neljästä perusvoimasta. Sähkömagnetismilla tarkoitetaan elektronien synnyttämiä voimia, joita esiintyy tietyntyyppisissä aineissa kaikkialla maailmankaikkeudessa. Joillakin ainetyypeillä, kuten magneeteissa olevilla yhdisteillä, on elektroneja, jotka ovat konfiguroituneet siten, että ne aiheuttavat voimaa toisiin elektroneihin, jotka ovat ”varautuneissa hiukkasissa.”

nämä yhdisteet käyttävät energiaa muihin ”varautuneisiin hiukkasiin”, minkä vuoksi magneetti vetää puoleensa paperiliittimen, mutta ei sormeasi. Sähkömagneettisen kentän kuljettamaa voimaa kuljettavat fotonit, jotka ovat hiukkasia, jotka joskus toimivat aaltojen tavoin (tai aaltoja, jotka joskus toimivat hiukkasten tavoin).

hämmentävää, tiedän. Olennaista on ymmärtää, että sähkömagneettinen säteily muodostaa suuren osan jokapäiväisestä elämästämme. Näkyvä valo itsessään on sähkömagneettisen säteilyn muoto. Muita sähkömagneettisen säteilyn tyyppejä ovat röntgensäteet, radioaallot ja niin edelleen. Sähkö tietenkin luodaan manipuloimalla sähkömagneettisia voimia.

suhteellisuusteoria

yleinen suhteellisuusteoria on fysiikassa peruskäsite, jota kuvataan usein liikkuvan ajoneuvon analogian avulla. Oletetaan, että olet ratsastus auton matkustaa 60 mph. Se on avoauto, ja katto on alhaalla. Pallo heitetään suoraan ylöspäin. Suhteellisuusteoria auttaa selittämään sitä, että on kaksi eri näkökulmaa siihen, mitä pallolle tapahtuu.

omasta näkökulmastasi auton sisällä on kohdistettu yksi ylöspäin suuntautuva voima palloon. Auton ulkopuolisen, paikallaan seisovan näkökulmasta pallo kulki jo 60 mph auton sisällä, kun toinen voima kohdistettiin. Tämä on yksinkertainen esimerkki, mutta voidaan laajentaa suurempiin mittakaavoihin: esimerkiksi maapallo pyörii tällä hetkellä auringon ympäri noin 67 000 kilometrin tuntivauhdilla—mutta suhteellisuusteorian vuoksi se ei tunnu meistä siltä.

yleinen suhteellisuusteoria laajeni 1900-luvun alussa, kun Albert Einstein loi erityisen suhteellisuusteorian. Kirjoituksissaan Einstein esitti teorian valon ”absoluuttisesta nopeusrajoituksesta” – nopeudesta, jota ei voitu ylittää suhteellisuusteoriasta riippumatta. Kuvittele, että olet paikallaan keskellä avaruutta ja mittaat valon nopeutta ohitsesi. Valonlähde on lähellä, paikallaan. Valonnopeudeksi mitataan 671 miljoonaa mailia tunnissa.

sen jälkeen tehdään vielä kaksi koetta. Ensimmäisessä valonlähde liikkuu poispäin 300 miljoonan mailin tuntinopeudella. Toisessa valonlähde liikkuu sinua kohti samalla nopeudella. Joka kerta kun valon nopeutta mitataan, luku on kuitenkin sama: 671 miljoonaa mailia tunnissa.

Mitä tämä tarkoittaa? Ensinnäkin se venyttää aikaa: mitä nopeammin liikut, sitä hitaammin aika kuluu. Niin hurjalta kuin se kuulostaakin. Totuus on paljon fiktiota oudompaa.

Termodynamiikka

termodynamiikan tutkimus pyörii lämmön, energian ja mekaanisen työn suhteen ympärillä. Termodynamiikka pyörii neljän lain ympärillä (jotka jostain syystä on numeroitu nollasta kolmeen). Lait syntyvät lämmön perustulkinnasta liikkeenä

se on monimutkaista, mutta pohjimmiltaan tämä on tärkeää: atomitasolla se, mitä pidämme ”lämpötilana”, viittaa itse asiassa atomien liikkeeseen. Esimerkiksi kuumana päivänä aurinkoenergia saa maan ilmakehän atomit värähtelemään nopeasti. Tämä tärinä kuljettaa energiaa, joka siirtyy ihollemme, mikä saa meidät tuntemaan itsemme lämpimiksi. Vastaavasti ”kylmiä” atomeja ovat ne, jotka liikkuvat vähemmän. Kyse ei ole siitä, että lämpö saa atomit liikkumaan, vaan siitä, että atomin liike on lämpöä.

yleistieto ei lopu fysiikkaan

toivomme, että nautit tästä lyhyestä tutustumisesta fysiikkaan ja että se stimuloi janoasi oppia lisää. Mitä enemmän ymmärrät tieteestä, sitä enemmän ymmärrät ja arvostat tätä kaunista maailmaa, jossa elämme.

ja yleistiedon kannalta hyödyllisiä eivät ole vain fysiikan käsitteet. On olemassa ton muita aiheita siellä (kuten biologia, matematiikka, kielet, Taide, ja niin edelleen), jotka auttavat sinua ymmärtämään tätä maailmaa hieman paremmin. Meillä ei vain aina ole aikaa opetella niitä.

siksi Brainscape on täydellinen ratkaisu, jos haluaa harjata yleistietämystään. Joustava, mukautuva flashcards-sovelluksemme, joka auttaa sinua oppimaan uusia käsitteitä kaksi kertaa nopeammin kuin perinteisissä harjoituksissa.

monivuotisessa projektissa, johon osallistui satoja opiskelijoita, opettajia, professoreita ja eri alojen asiantuntijoita, Brainscape on koonnut kriittisen tietopohjan valtavasta tieteenalasta. Kutsumme sitä tiedon Vieroitukseksi. Halusitpa tarkastella taiteita, tieteitä, yhteiskuntatieteitä tai jopa popkulttuuria ja viihdettä, se on kaikki täällä voit oppia.

ja jos tarvitset enemmän apua fysiikan oppimiseen, tutustu Brainscapeen mukautuva flashcards for both Physics 101 or MCAT Physics!